Живі копалини, Журнал Популярна Механіка
Феномен «живих копалин» залишається в сучасній біологічній науці одним із дискусійних, а тим і матеріалу для обговорення накопичилася величезна кількість. Одну з хрестоматійних історій ми знаємо зі шкільної лави: до кінця 30-х років XX століття надзагін кистеперих риб вважався вимерлим ще в крейдяному періоді. Однак у 1938 році з Індійського океану, з глибини 70 м витягли дивовижну істоту, названу пізніше латимерією. Виявилося, що риби, в плавниках яких були м'язові лопаті, дожили до сучасної епохи. Особливо гострий інтерес до знахідки був викликаний тим фактом, що кістеперих риб наука вважала перехідною формою від риб до земноводних, а «м'язисті» плавці сприймалися як крок до лап, за допомогою яких можна пересуватися суходолом.
Також у кістеперих, як з'ясувалося, був близький загальний предок з рибами надзагону дводихання, тобто вміють дихати як киснем, розчиненим у воді, так і атмосферним повітрям. Ця гілка залишила нащадків у сучасній фауні у вигляді рогозубих риб — і вони теж можуть вважатися своєрідними живими копалинами, адже решта численних представників надзагону існує тільки в геологічному літописі. Таким чином, до живих копалин зазвичай відносять істот, що нині живуть, які або морфологічно майже не відрізняються від відомих древніх тварин (рослин, бактерій), або успадкували від далеких предків деякі архаїчні ознаки.
Що трапилося з годинником?
Існування таких «близнятих пар», що поєднують мешканців древньої Землі та наших сучасників, стало одним із важких питань еволюційної теорії. Адже еволюція, згідно з сучасними уявленнями, має в основі якийсь біологічний годинник. На великих тимчасовихмасштабах у геномах має накопичуватися порівнянна кількість мутацій. І якщо якісь істоти протягом сотень мільйонів років залишилися практично незмінними, значить, їх «годинник» зупинився. За феномен «живих копалин» ухопилися креаціоністи, які заперечують виявлені наукою еволюційні механізми. Нехай за сотні мільйонів років генетичні мутації та природний відбір перетворили якусь гілку динозаврів на орлів та синиць, але чому ж ці об'єктивні закони природи залишили кістеперих нехай у відносній, але незмінності?
15 домашніх вихованців - від тих, хто любить до тих, кому на вас начхати
Ті самі висновки були зроблені сучасною наукою і для класичних прикладів «живих копалин» — тих самих латимерій. Патрік Лоренті, еволюційний біолог із французького національного наукового фонду CNRS, був одним із тих, хто встановив, що між цілакантами — представниками кістеперих риб крейдяного періоду — і сучасними латимеріями існують помітні анатомічні відмінності в розмірах, у будові черепа, хребта та інших морфологічних. І головне, темпи зміни геному цілком можна порівняти зі змінами в ДНК істот, які зазнали в ході еволюції радикальних метаморфоз.
Щитні - невеликі прісноводні ракоподібні підзагони Notostraca - впершез'явилися на Землі приблизно 265 млн. років тому і з тих пір зберегли свій зовнішній вигляд у незмінності. Однак припущення про еволюцію, що зупинилася, не спрацювало і тут. Дослідники з Університету британського міста Гулль секвенували кілька генів з ДНК близько 270 особин щитнів, що нині живуть. В результаті цієї роботи з'ясувалося, що щитні утворюють на сьогодні не 11, як вважалося раніше, а 38 окремих видів, причому ці види належать до двох різних гілок, що розділилися ще в юрському періоді — близько 184 млн. років тому. При цьому активне видоутворення та відповідні йому зміни в геномі відбувалися регулярно, не торкаючись базової морфології.
Зелений континент став тим місцем на Землі, де в ізоляції довгий час еволюціонували найнезвичайніші групи ссавців.
Тихе містечко та тонке налаштування
Але якщо еволюція регулярно вносить нехай не відразу помітні, але постійні конструктивні зміни, чому виникає феномен «живих копалин»? Щоб проілюструвати цей механізм, звернемося до людської історії. Великі міграції на кшталт Великого переселення народів, утворення держав та імперій, поширення світових релігій — все це призводило до перемішування етносів та постійної зміни способу життя людей від покоління до покоління. Але відомі випадки, коли в результаті макропроцесів якесь окреме плем'я виявлялося на віддаленому острові, або в глибині джунглів, або в інших умовах, що призводили до ізольованого існування, але не дуже сприяли розвитку цивілізації. І поки десь прокладалися залізниці, будувалися сучасні міста, піднімалися в небо літаки, ізольоване плем'я продовжувало жити так, як жили його предки, можливо тисячі років тому.
Приблизно те саме, тільки вінших тимчасових масштабах відбувалося в історії живої природи. Батьки більшості «живих копалин» належали в далекому минулому до значно більших родинних груп істот. Ця численна в минулому рідня, потрапивши під сокиру природного відбору, або пристосовувалася до умов, що змінилися, поступово перетворюючись до невпізнанності, або вимирала, перетворюючись на тупикові гілки. І лише невелика частина групи з волі обставин ставала палеоендемічною. Вона потрапляла в умови, які, по-перше, практично не змінювалися протягом мільйонів років, а тому не вимагали радикального пристосування, а по-друге, ізолювали цю популяцію від природних ворогів. У цих еволюційних лабораторіях генетичні годинники йшли з тією ж швидкістю, проте природному відбору не залишалося нічого іншого, як займатися тонким підстроюванням морфології, що колись склалася.
Біблія та рок-н-рол
З феноменом «живих копалин» тісно пов'язані деякі інші палеонтологічні феномени. "Ефект Лазаря" названий на ім'я біблійного персонажа, воскрешеного Христом. Мова йде про види, які, будучи одного разу зафіксованими в палеонтологічному літописі, потім ніби зникають на довгий час, а потім оголошуються (воскресають) знову. Найчастіше це пов'язано просто з недостатністю палеонтологічних даних: адже утворення скам'янілості — це не так норма, як рідкісний випадок, і якщо для цієї епохи останків якоїсь істоти не виявлено, це не означає, що її не було. Можливо, йому просто «не пощастило» залишити сліди в скам'янілості або ці сліди досі не знайдені. До ефекту Лазаря відносять також рідкісні випадки, коли тварина, яка вважалася вимерлою, раптом оголошується серед живих.
Класичний приклад «таксона Лазаря» — птах, що мешкає на Південному острові Нової Зеландії, нелітаючий такахе. Останки птиці були виявлені в середині XIX століття, і хоча її вид не відноситься до особливо древніх, протягом 100 років такахи вважали, що вона остаточно вимерла. Але воскресіння все ж таки відбулося. Приблизно така ж доля спіткала чацького пекарі — шерстистого свиноподібного мешканця Південної Америки. У 1930 році були виявлені його кістки, причому ще не скам'янілості, що вказувало на порівняно недавнє зникнення виду. І лише через 45 років з'ясувалося, що ніякого зникнення і не було — просто тварина добре сховалася від цікавих очей.
Про своєрідну наукову помилку свідчить і «ефект Елвіса». Як відомо, після передчасної смерті короля рок-н-ролу було чимало людей, які бачили Елвіса живим у різних точках Америки та світу. Так само розділених великими тимчасовими проміжками істот з дуже схожими морфологічними ознаками часом приймали за і той ж біологічний вид, який пережив епохи. Характерний приклад можна навести зі світу морських безхребетних тварин, відомих як плечіногі, або брахіоподи. У скам'янілостях пізнього тріасу було зафіксовано вид брахіоподів, названий Rhaetinagregaria. За тріасом приблизно 200 млн років тому була подія, відома як тріасове (або тріасько-юрське) вимирання, — воно призвело до зникнення багатьох видів безхребетних.
Однак і в скам'янілості, що належали до юрського періоду, виявилися рештки істоти, дуже схожої на Rhaetina gregaria. Проте подальші дослідження показали, що юрський брахіопод — це той самий «воскреслий Елвіс», тобто істота, яка є не нащадком тріаського плечоголового, а представником іншої гілки, що набула схожості в результаті конвергентної еволюції — явища, що подарувало крила птахам та кажанам , що не має жодної близької спорідненості.
Список істот, що пережили як би в незмінному вигляді цілі геологічні епохи, обширний і включає ссавців, риб, птахів, молюсків, а також рослини і бактерії. Але, як свідчать дані науки, жодна з цих істот не може бути доказом «зупинки еволюції». Просто нам не завжди відомі її шляхи.